Frühdiagnostik durch gedruckte Biosensoren

Gedruckte Biosensoren sollen es in Zukunft ermöglichen, Bakterien, Hefen und Pilze frühzeitig und kostengünstig zu erkennen. Im Strategischen ACR-Projekt „sensePrintLab“ gehen die ACR-Institute HFA, OFI und KMFA neue Wege in der Infektionsprävention, von denen vor allem KMU profitieren können.

Zunächst einmal mag die Humanmedizin nur wenig mit dem Bauwesen gemeinsam haben, auf mikrobieller Ebene verbindet sie aber eine zentrale Herausforderung: Nur wenn es gelingt, schädliche Mikroorganismen frühzeitig zu erkennen, können weitreichende Schäden abgewendet werden. Dementsprechend groß ist die Nachfrage nach zuverlässigen, kostengünstigen und schnellen Diagnosemethoden für Bakterien, Pilze und Co. Die Produktentwicklung setzt jedoch tiefgreifendes Know-how aus unterschiedlichen Disziplinen voraus und ist derzeit in der Regel mit hohen Kosten verbunden. Gerade für kleine und mittelständische Unternehmen ergibt sich daraus ein schwieriges Marktumfeld.

Dass es auch anders geht, möchten die ACR-Institute HFA, OFI und KMFA im Strategischen ACR-Projekt „sensePrintLab“ beweisen. Gelingen soll das über eine skalierbare Sensorplattform, die auf Papier gedruckt wird und in Kombination mit einem integrierten – Machine-Learning-basierten – Auswertesystem in der Lage ist, mikrobiellen Befall frühzeitig zu detektieren. Bestimmt wird dabei nicht nur das Auftreten von Schimmelpilzen oder Bakterien wie E. coli, sondern auch der pH-Wert als Indikator für entsprechende Wachstumsbedingungen. Und das dürfte erst der Anfang sein. Denn wenn es nach den Forscher*innen geht, lässt sich das multimodale Sensorsystem problemlos auf weitere Pathogene und Messgrößen wie Temperatur und Feuchtegehalt erweitern.

„Gedruckte Biosensoren ermöglichen den Einstieg von KMU und Start-ups in personalisierte Medizin als stark wachsenden Zukunftsmarkt.“

Boris Forsthuber, Projektleiter an der HFA

Im eigens errichteten Drucklabor können künftig in enger Zusammenarbeit mit Unternehmen Prototypen entwickelt und Kleinserien gefertigt werden. Einen ersten Testballon starten die Forscher*innen mit zwei ausgewählten Anwendungsfällen. Der Fokus liegt dabei zum einen auf der Diagnose von Harnwegsinfektionen und zum anderen auf der Früherkennung von Schimmelpilzsporen in Innenräumen. Beide Praxisbeispiele sollen zeigen, dass die innovative Kombination aus mikrobieller Analytik und automatisierter Auswertung in der Praxis Bestand hat und in ihrem Detektionsvermögen weit über bestehende Systeme hinausgeht.

Ob im menschlichen Körper oder in Bauwerken, unsichtbare Risikofaktoren bergen enormes Schadenspotenzial. Nicht umsonst gelten Biosensoren daher als zentrale Schlüsseltechnologie der Zukunft. „sensePrintLab“ macht sie nun erstmals auch für kleine und mittlere Unternehmen zugänglich. Wirtschaftlich wie gesellschaftlich hochrelevant, setzt das Sensorsystem neue Maßstäbe in der Infektionsprävention.

Frühdiagnostik durch gedruckte Biosensoren

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